Informe de laboratorio de Fisicoquímica I

Abstract

The heat of neutralization is defined as the heat produced when one gram equivalent of acid is neutralized by a base; in practice carried analyze the behavior of different systems made up of a strong acid and a strong base. When we talk about "strong" species, we refer to those who are completely dissociated. The acid hydrochloric (HCl) and sodium hydroxide (NaOH) are examples of a strong base and one acid respectively, as data taking temperature changes.

INTRODUCCIÓN

Cuando un ácido reacciona con una base se libera una considerable cantidad de calor, este calor se denomina calor de neutralización, debido a que la reacción entre un ácido y una base se le conoce como reacción de neutralización. La medida del calor de neutralización, se hace a partir de los valores de entalpia de formación de H2O a partir de iones H3O y OH. Por lo que el calor de neutralización se entiende como el calor generado cuando un ácido reacciona con una base para producir agua.

Casi todas las reacciones químicas vienen acompañadas por un cambio de energía, que en general se manifiesta como absorción o liberación de calor. Por otro lado, la mayoría de las reacciones químicas se llevan a cabo a presión constante, por lo que el calor absorbido o cedido, será la variación de entalpía, ∆H, que acompaña al proceso. Uno de los principales objetivos de este experimento era medir el aumento de temperatura en una reacción de neutralización entre una solución diluida de un ácido fuerte y una solución diluida de una base fuerte con el fin de determinar la entalpia total de la reacción. Para esto primero se debía conocer la capacidad calorífica del sistema a presión constante, Cp, de la siguiente forma: en el calorímetro colocamos 100 ml de agua y medimos su temperatura T1, luego por aparte tomamos 50 ml de agua a una temperatura T2 y lo mezclamos con los 100 ml y medimos su temperatura máxima T3. De la siguiente fórmula despejamos Cp.

50 (T2 – T3 ) = (Cpc + 100)(T3 – T1 )

Si la reacción química se lleva a cabo en un recipiente aislado térmicamente del exterior (adiabático), una reacción exotérmica provoca un aumento de temperatura del sistema, mientras que una endotérmica conduce a una disminución de la temperatura. De esta manera, se puede determinar experimentalmente ∆H de reacción midiendo a Presión constante la variación de temperatura que la reacción produce cuando se lleva a cabo en un recipiente adiabático.

METODOLOGÍA

Para la determinación del calor de neutralización y encontrar el Cp del aparato empleado en el experimento, primero se hace uso de un sistema conformado básicamente por un calorímetro y un termómetro, para esto se agregan 100 ml de agua en el calorímetro y se determina su temperatura usando esta como T1, en un beacker se agregan 50 ml de agua y se someten a calentamiento se mide su temperatura y la usamos como T2 (T2 >T1),  luego mezclamos las dos cantidades de agua y medimos su temperatura máxima alcanzada,T3; esto se hace con el fin de hallar la capacidad calorífica del aparato que se va a emplear a lo largo del procedimiento.

Una vez hallado el Cp, procedemos a realizar las reacciones de neutralización entre el HCl 0.5 N y NaOH 0.5 N, agregamos al calorímetro 200 ml de HCl  y le adicionamos 50 ml de NaOH medimos su temperatura inicial T4 y su máxima temperatura alcanzada T5. Ver figura 1.  

[pic 3]

Para hallar los valores de Cpc y Q, se hizo uso de las siguientes ecuaciones:

[pic 4]

Despejamos Cpc de la ecuación (1):

[pic 5]

Para determinar Q:

Q = (Cpc + 250)(T5 - T4)    (2)

RESULTADOS Y DISCUSIóN

Los resultados obtenidos a partir de las mediciones hechas en el laboratorio, fueron registrados en las siguientes tablas:

En la tabla 1 se muestran los datos necesarios para determinar el valor de cpc:

Tabla 1, volúmenes de agua agregados y temperaturas.

Cpc= 62.5 [pic 6]

En la tabla 2 se observan los datos para determinar el calor de neutralización del sistema ácido fuerte base fuerte:

Tabla 2, volúmenes de ácido y base fuerte, temperaturas iniciales y finales de neutralización.

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